[發明專利]折反式光學系統

有效

• 申請號: 202110085256.7
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112666694B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 高瑀含;張玲;李冬梅;張昕;李星星
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所;五邑大學
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

本公開提供了一種折反式光學系統，包括：共孔徑反射鏡，其中，共孔徑反射鏡的鏡面上包括通光孔，鏡面用于反射光信號，形成反射信號，并將反射信號發射至折反透鏡；折反透鏡，用于反射反射信號中的第一光信號并通過通光孔發射至第一透鏡，以及用于透射反射信號中的第二光信號并發射至第二透鏡，其中，第一光信號與第二光信號所處的波段不同；第一透鏡，用于透過第一光信號，以實現基于第一光信號進行光學分析；以及第二透鏡，用于透過第二光信號，以實現基于第二光信號進行光學分析。

技術領域

本公開涉及光學遙感及光電探測技術領域，更具體地，涉及一種折反式光學系統。

背景技術

折反式光學系統可以實現多種不同光學成像系統的同步探測。在受材料、體積及結構等因素約束的領域中，尤其是航天航空領域中，折反式光學系統是解決載荷質量、體積及可靠性問題的唯一解決方案。

現有技術中的折反式光學系統一般采用多個傾斜45度的分光元件將可見光波段、近紅外波段和遠紅外波段的光譜分離，導致系統的空間結構復雜，難于校準且可靠性就差。同時，為了滿足紅外成像系統和可見光成像系統的視場匹配，需要提高相對孔徑，而大相對孔徑的可見光系統設計難度高，且需求的大相對孔徑的透鏡的數目也較多，進一步提高了系統的復雜程度。

在實現本公開的過程中發現，現有的折反式光學系統結構較為復雜，使用了較多的分光元件，對安裝和維護提出了較高的要求，同時魯棒性也較差。

發明內容

有鑒于此，本公開提供了一種折反式光學系統，包括共孔徑反射鏡、折反透鏡、第一透鏡和第二透鏡。其中，上述共孔徑反射鏡的鏡面上包括通光孔，上述鏡面用于反射光信號，形成反射信號，并將上述反射信號發射至折反透鏡；上述折反透鏡用于反射上述反射信號中的第一光信號并通過上述通光孔發射至第一透鏡，以及用于透射上述反射信號中的第二光信號并發射至第二透鏡，其中，上述第一光信號與上述第二光信號所處的波段不同；上述第一透鏡用于透過上述第一光信號，以實現基于上述第一光信號進行光學分析；以及上述第二透鏡用于透過上述第二光信號，以實現基于上述第二光信號進行光學分析。

根據本公開的實施例，上述通光孔、上述折反透鏡、上述第一透鏡和上述第二透鏡的軸線共線。

根據本公開的實施例，上述鏡面包括一個反射面，在上述反射面上鍍有反射膜層，上述反射膜層用于反射上述光信號中可見光波段到遠紅外波段的信號，形成反射信號。

根據本公開的實施例，上述折反透鏡包括第一表面和第二表面。其中，上述第一表面面向上述共孔徑反射鏡，在上述第一表面上鍍有第一分光膜層，上述第一分光膜層用于反射上述第一光信號并透射上述第二光信號；上述第二表面用于分擔光焦度，并透射經由上述第一分光膜層透射的上述第二光信號。

根據本公開的實施例，上述折反透鏡的上述第二表面、上述第一透鏡和上述第二透鏡用于校正軸外像差和/或色差。

根據本公開的實施例，其中，上述第一光信號包括紅外光波段的光信號；上述第二光信號包括可見光波段的光信號。

根據本公開的實施例，其中，上述第一光信號包括中紅外波段和遠紅外波段的光信號；上述第二光信號包括可見光波段和近紅外波段的光信號。

本公開的實施例還包括分光鏡，上述分光鏡用于接收經由上述第二透鏡透過的上述第二光信號，并將上述第二光信號分為第三光信號和第四光信號，以實現基于上述第三光信號和上述第四光信號進行光學分析，其中，上述第三光信號與上述第四光信號所處的波段不同。

根據本公開的實施例，其中，上述第三光信號包括可見光波段的光信號；上述第四光信號包括近紅外波段的光信號。

根據本公開的實施例，其中，上述分光鏡包括一個分界面，上述分界面上鍍有第二分光膜層，上述第二分光膜層用于透射上述第三光信號并反射上述第四光信號。